(57)【要約】【課題】反りが生じた基板でも確実に支持して搬送することが出来る搬送アームを提供すること。【解決手段】搬送アーム１０は、そのアーム本体１１の内部に軸線方向に沿って真空排気路１２が設けられ、アーム本体１１の自由端側の上面に真空排気路１２と連通する吸着穴１３を有する支持部としての吸着部１４が設けられる。吸着部１４で支持されたウエハ２０の周縁部と対向する、アーム本体１１の基部寄り上面には、アーム本体１１側に反ったウエハ２０の周縁部の逃げとなる（周縁部が接触しないように窪む）凹部１５が設けられる。凹部１５は、アーム本体１１の軸線方向に対して直交する方向に貫通するように延びる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持して搬送するアーム本体と、
前記アーム本体の前記基板が支持される側に設けられた凹部と、を具備することを特徴とする搬送アーム。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送アームにおいて、
前記基板の中心部位を支持可能な前記アーム本体の箇所に支持部を設け、該支持部で支持された前記基板の周縁部と対向する部位に前記凹部が設けられていることを特徴とする搬送アーム。
【請求項３】
請求項２に記載の搬送アームにおいて、
前記支持部は真空吸着により前記基板を支持することを特徴とする搬送アーム。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の搬送アームにおいて、
前記凹部は、前記基板の周縁部が接触しない深さに設定されていることを特徴とする搬送アーム。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れか一項に記載の搬送アームにおいて、
前記周縁部と該周縁部寄りの前記凹部の一端縁との間に、前記支持部の中心と前記基板の中心とを合わせたときに該基板の直径又は該基板の長辺の長さ或いは短辺の長さの３％乃至１０％の隙間をもたせたことを特徴とする搬送アーム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の搬送アームと、
前記搬送アームを駆動する駆動部と、を具備することを特徴とする基板搬送装置。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の搬送アームと、
前記搬送アームで搬送されたウエハを検査する検査部と、を具備することを特徴とする基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反りが生じたウエハなどの基板でも確実に支持して搬送することが出来る搬送アーム、この搬送アームを備えた基板搬送装置及び基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハやディスプレイ用のガラス基板などの基板の製造プロセスでは、薄膜の形成、感光剤の塗布、露光、エッチング、検査等の各工程を繰り返して、基板表面に薄膜を複数枚順次積層することが行われている。これら各工程では、薄膜形成処理、感光剤塗布処理、露光処理、エッチング処理などの各処理が終了するたびに、基板をカセット内に収容して次工程まで搬送し、再びカセットから基板を取り出す。カセットから基板を取り出したり（ロード）、カセット内に基板を戻したり（アンロード）するのには、搬送アームを装備した基板搬送装置が使用される。
【０００３】
搬送アームは、例えば、真空吸着により基板を支持して搬送するアーム本体を有する。このアーム本体の自由端側の上面には、他の部分に比して若干隆起した略円筒状の吸着部が形成され、この吸着部上に基板裏面が吸着されて支持される。したがって、基板は吸着部に吸着されるその裏面中心部分を除いてアーム本体上面に若干浮き上がった状態で支持されることになり、仮に基板が上述した工程時に受けた影響によりアーム本体側に反ったとしてもアーム本体の上面に接触することは稀であった。
【０００４】
近年、基板表面に形成される配線などの高密度化により基板の表面に多数の薄膜を積層することが要求され、これに伴い上述した工程の繰り返し数が増加し、その結果、基板の反り量が増加する傾向にある。また、基板の大型化、例えば１２インチ（３００ｍｍ）のウエハなどが使用されるようになり、基板の自重で反り量が増加することもある。このように基板の反り量が増加すると、基板の周縁部がアーム本体の上面に接触する一方、基板の裏面中心部分と吸着部との間で隙間が生じ、基板を吸着できない吸着エラーが発生することがある。
【０００５】
このような吸着エラーを解消する手段として、例えばアーム本体に２以上の複数の吸着部を設けて、何れかの吸着部で基板を吸着して支持することが考えられるが、複数の吸着部が基板と接触することになり、基板にパーティクルが付着するリスクが大きくなる。
【０００６】
吸着部の数を増やすことなく、反りのある基板を確実に吸着して支持するものとして、例えばアームに形成した真空吸着穴上に該真空吸着穴と連通する貫通穴を有した平面状シートを重ね、この平面状シートの中央付近だけをアームに接合し、平面状シートの外周部を基板側に変形可能にした基板搬送アームが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１３３６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、基板をロードしたり、アンロードしたりするにはアーム本体をカセット内に収容されている基板間の隙間に進入させる必要があり、吸着部が形成されている部位でのアーム本体の厚さはこの基板間の隙間によって制限される。すなわち、アーム本体の下面がロードやアンロードの際に隣接する他の基板に擦らないようにしなければならず、吸着部の高さは制限される。アーム本体内部に吸着部に連通する真空排気路を形成しなければならないことを考慮すると、吸着部の高さは僅かしかとれず、吸着部が高くなる上述した提案は何れにしても得策ではない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、反りが生じた基板でも確実に支持して搬送することが出来る搬送アーム、この搬送アームを備えた基板搬送装置及び基板検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の請求項１に記載の搬送アームは、基板を支持して搬送するアーム本体と、このアーム本体の前記基板が支持される側に設けられた凹部とを具備することを特徴とする。
【００１１】
前記基板としては、例えば半導体ウエハの他に、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイのガラス基板などがある。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の搬送アームは、前記基板の中心部位を支持可能な前記アーム本体の箇所に支持部を設け、該支持部で支持された前記基板の周縁部と対向する部位に前記凹部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
前記支持部には、例えば基板を真空吸着する吸着部が含まれるが、これに限定されるものではない。単に基板を滑り落ちないように支持するものも含まれる。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の搬送アームは、前記支持部が真空吸着により前記基板を支持することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の搬送アームは、前記凹部が前記基板の周縁部が接触しない深さに設定されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の搬送アームは、前記基板の周縁部と該周縁部寄りの前記凹部の一端縁との間に、前記支持部の中心と前記基板の中心とを合わせたときに該基板の直径又は該基板の長辺の長さ或いは短辺の長さの３％乃至１０％の隙間をもたせたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項６に記載の基板搬送装置は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の搬送アームと、前記搬送アームを駆動する駆動部とを具備することを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項７に記載の基板検査装置は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の搬送アームと、前記搬送アームで搬送されたウエハを検査する検査部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に記載の搬送アームによれば、アーム本体の基板が支持される側に凹部を設けているので、この凹部がアーム本体と基板との接触を回避するように作用し、反りが生じた基板でもアーム本体に確実に支持して搬送することが出来る。したがって、基板をその一部を除いてアーム本体上に浮かせて支持するためにアーム本体の一部を高く隆起させるようなことをしなくても済む。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の基板搬送装置によれば、請求項１乃至５の何れか一項に記載の搬送アームを有しているので、反りが生じた基板でも確実に支持して所望の場所に搬送することができ、搬送速度を上げて搬送効率を高めることが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の基板検査装置によれば、請求項１乃至５の何れか一項に記載の搬送アームを有しているので、反りが生じた基板でも確実に支持して検査部への搬送や検査部からの搬送ができ、基板搬送の効率化により検査効率の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明の搬送アーム、この搬送アームを装備した基板搬送装置及び基板検査装置の一実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明の搬送アームの一実施形態を示す平面図、図２は図１の搬送アームの拡大縦断面図である。
【００２４】
搬送アーム１０は、そのアーム本体１１の内部に軸線方向に沿って真空排気路１２が設けられ、アーム本体１１の自由端側（図１の下方）の上面（基板としてのウエハ２０が支持される側）に真空排気路１２と連通する吸着穴１３を有する支持部としての吸着部１４が設けられる。
【００２５】
真空排気路１２は、アーム本体１１の基部側（図１の上方）の裏面（下面）で開口し、図示しない真空ポンプに接続される。
【００２６】
吸着部１４は、アーム本体１１の上面に僅かに隆起してリング状に形成される。したがって、吸着部１４上に載置されたウエハ２０は、吸着部１４に吸着されるその裏面の中心部分を除いてアーム本体１１の上面に浮き上がった状態で支持される。アーム本体１１とウエハ２０との接触は、吸着部１４とウエハ２０の裏面中心部分との部分に限定して、必要最小限に抑えるようにしてある。換言すると、ウエハ２０のアーム本体１１への接触面積を可及的に少なく抑えるようにして、ウエハ２０へのパーティクルの付着を少なくしている。なお、本実施形態では吸着部１４が２個設けられているが、これは吸着部１４でウエハ２０の中心部分の裏面を真空吸着してアーム本体１１から滑り落ちないように安定した状態で支持するためである。支持するウエハ２０の外径が小さい場合には、吸着部１４は１個で済む。なお、吸着部１４によって支持されるウエハ２０の中心部分は、ウエハ２０裏面の中心点のみではなく、ウエハ２０の重心に対応する裏面部分を含むウエハ２０裏面の中央の部分をいう。
【００２７】
吸着部１４で支持されたウエハ２０の周縁部と対向する、アーム本体１１の基部寄り上面には、凹部１５がアーム本体１１の軸線方向に対して直交する方向に貫通するように設けられる。この凹部１５は、アーム本体１１側に反ったウエハ２０の周縁部の逃げとなる（周縁部が接触しないように窪む）。
【００２８】
凹部１５の深さは、ウエハ２０の反り量から吸着部１４の高さを引いた値よりも大きく設定される。例えば、ウエハ２０が１２インチ（３００ｍｍ）の場合には反り量が１ｍｍ程度であるといわれているので、吸着部１４の高さを例えば０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍにした場合、凹部１５の深さは０．５ｍｍ乃至０．８ｍｍ以上に設定される。凹部１５の深さを必要以上に大きく設定することはアーム本体１１の機械的強度を低下させるので、凹部１５の深さはウエハ２０との接触を回避するのに必要な最小限に抑えられる。また、ウエハ２０の周縁部とこの周縁部寄りに位置する凹部１５の一端縁１５ａとの間には余裕を持たせてある。すなわち、ウエハ２０の周縁部と凹部１５の一端縁１５ａとの間には隙間が設けてある。これは、ウエハ２０の中心部分と吸着部１４の中心とが一致せずにずれて（偏心して）ウエハ２０が吸着部１４に支持された場合にウエハ２０の周縁部が凹部１５の一端縁１５ａに接触しないようにするためである。この隙間は、例えば、ウエハ２０の中心と吸着部１４の中心とを合わせたときに、ウエハ２０の直径の３％乃至１０％程度になるように設定される。なお、ウエハ２０ではなく、方形状のガラス基板の場合には、ガラス基板の長辺あるいは短辺の縁部と凹部１５の一端縁１５ａとの間に、ガラス基板の中心と吸着部の中心とを合わせたときに、ガラス基板の長辺あるいは短辺の寸法の３％乃至１０％程度の隙間をもたせる。また、ウエハ２０の周縁部から離れた凹部１５の他端縁１５ｂの位置についてもウエハ２０の裏面に接触しないように設定してある。凹部１５の他端縁１５ｂの位置はウエハ２０の反り曲線によって多少異なるが、この他端縁１５ｂの位置は上述した一端縁１５ａの位置と共にアーム本体１１の軸線方向における凹部１５の幅を決定することになる。凹部１５の幅についても上述したようにアーム本体１１の機械的強度を低下させる要因となるので、ウエハ２０との接触を回避するのに必要な最小限に抑えられる。
【００２９】
本実施形態の搬送アーム１０によれば、不図示の真空ポンプを駆動させると、真空排気路１２を介して吸着穴１３から真空吸着力が吸着部１４上のウエハ２０の裏面中心部分に作用する。このとき、ウエハ２０に反りがあり、この反りがウエハ２０の中心部分よりも周縁部が下方になる場合には、ウエハ２０の周縁部が該周縁部と対向するアーム本体１１の部位に接触しようとするが、この部位には凹部１５があるので、ウエハ２０の周縁部はこの凹部１５内に入り込みアーム本体１１との接触が回避され、ウエハ２０は反りによりその中心部分が吸着部１４から浮き上がることはない。
【００３０】
したがって、吸着部１４を高く隆起させることなく、僅かに隆起させるだけでも吸着穴１３から作用する真空吸着力により吸着部１４上に確実に支持することが出来る。また、アーム本体１１の吸着部１４の部位での厚さを大きくしなくても済むことから、例えばウエハ２０を収容したカセットからウエハ２０を取り出す際にウエハ２０間の隙間にアーム本体１１を進入させても取り出し対象以外のウエハ２０、例えば取り出し対象となるウエハ２０の下方に位置する別のウエハ２０に接触するおそれはない。
【００３１】
図３は上述した搬送アーム１０を有する、本発明の基板搬送装置３０及び基板検査装置４０の一実施形態を示す。
【００３２】
基板搬送装置３０は、搬送アーム１０と、この搬送アーム１０を駆動する駆動部としてのモータ３１，３２，３３と、搬送アーム１０を案内するガイドレール３４等を備え、基板検査装置４０の台座４１上の一端部後方（図３の左上方）に配置される。モータ３１は搬送アーム１０を図３に示す矢印Ｘ方向に移動させ、モータ３２は搬送アーム１０を同図に示す矢印Ｙ方向に移動させ、モータ３３は搬送アーム１０を同図に示す矢印Ｚ方向（紙面に対して上下方向）に移動させる。搬送アーム１０は、モータ３１，３２，３３により駆動され、ガイドレール３４に案内されて図３の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動し、台座４１上の一端部前方（図３の左下方）に設置されたカセット５０からウエハ２０を取り出す。搬送アーム１０上に取り出されたウエハ２０は、半円弧状アーム６１を３個１２０°間隔で備えてなる回転アーム６０に受け渡される。
【００３３】
基板検査装置４０は、搬送アーム１０を備えた基板搬送装置３０、回転アーム６０の他に、上述した台座４１上の他端側（図３の右側）に配置された検査部としての顕微鏡観察部４２を備える。顕微鏡観察部４２は、カセット５０から搬送アーム１０及び回転アーム６０により搬送されたウエハ２０を顕微鏡観察するものであり、種々の倍率を有した対物レンズを交換可能に備える。
【００３４】
本実施形態の基板搬送装置３０によれば、搬送アーム１０備えているので、反りが生じたウエハ２０でも滑り落とすようなことなく、確実に支持して回転アーム６０に受け渡すことができ、搬送速度を上げて搬送効率を高めることが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態の基板検査装置４０によれば、搬送アーム１０を備えた基板搬送装置３０を搭載しているので、反りが生じたウエハ２０でも確実に支持して顕微鏡観察部４２への搬送や顕微鏡観察部４２からカセット５０への搬送ができ、基板搬送の効率化により検査効率の向上を図ることが可能となる。
【００３６】
本発明の搬送アームは上述した実施形態に示したものに限定されるものではない。アーム本体１１の基板（ウエハ２０やディスプレイ用ガラス基板など）が支持される側（例えば上面或いは表面）に凹部１５を形成してあればよい。凹部１５が形成されていれば、基板が反ったとしても、基板が支持される部分（例えば吸着部１４に接触する部分）を除いて基板とアーム本体との接触を回避することが可能となる。また、本実施形態では凹部１５のアーム長手方向の断面形状を矩形としたが、同断面形状の一部を円弧や滑らかな曲線または多角形としてもよい。
【００３７】
本発明の搬送アームは上述した基板検査装置４０に限定されず、例えばマスクパターンを基板上の塗布した感光剤に転写する露光装置（ステッパ）などに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の搬送アームの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の搬送アームの拡大縦断面図である。
【図３】図１の搬送アームを有する基板搬送装置を配置した基板検査装置の概略平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０                搬送アーム
１１                アーム本体
１４                吸着部
１５                凹部
２０                ウエハ（基板）
３０                基板搬送装置
３１，３２，３３    モータ（駆動部）
４０                基板検査装置
４２                顕微鏡観察部（検査部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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